[发明专利]固体聚合物电解质和包含该固体聚合物电解质的锂二次电池

说明书

本发明涉及一种固体聚合物电解质和一种包括所述固体聚合物电解质的锂二次电池，该固体聚合物电解质包括由包含烯键式不饱和基的无机纤维形成的多孔基板；结合至所述无机纤维且包含聚合物网络的聚合物化合物，在所述聚合物网络中，包含(甲基)丙烯酸酯基的低聚物以三维结构进行结合；以及锂盐。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月9日在韩国知识产权局提交的10-2018-0016527的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种固体聚合物电解质和一种包含所述固体聚合物电解质的锂二次电池，且更具体地，涉及一种包括了由包含烯键式不饱和基的无机纤维形成的多孔基板的固体聚合物电解质以及一种包含所述固体聚合物电解质的锂二次电池。

背景技术

随着移动装置的技术进步以及对移动装置需求的增加，对于作为能源的二次电池的需求已迅速增加。在这些二次电池中，具有高的能量密度和操作电位、长循环寿命、以及低自放电率的锂二次电池已商品化且广泛使用。

近年来，为了克服液体电解质的稳定性问题，使用固体电解质的锂二次电池受到关注。

一般而言，固体电解质包含由聚环氧乙烷(PEO)系列、聚醋酸乙烯酯(PVA，polyvinyl acetate)、聚乙烯亚胺(PEI，polyethyleneimine)、聚偏二氟乙烯(PVDF)系列、聚丙烯腈(PAN)系列、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)系列、或它们的共聚物构成的聚合物化合物作为其主要组分。

此外，仅由聚合物构成的固体聚合物电解质具有显著低的机械性质，因而常常与无机材料一起使用而非单独地使用聚合物。然而，使用无机材料可能严重干扰锂离子的移动，从而离子电导率可能降低，并且当无机材料和有机聚合物化合物混合时，形成了界面电阻，从而电池性能可能劣化。

(专利文献1)韩国专利待审公开第10-2012-0139058号。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供一种固体聚合物电解质，通过使用由能够结合至聚合物化合物的无机纤维形成的多孔基板，所述固体聚合物电解质能够在将离子电导率维持在预定水平或更高水平的同时改善高温安全性和机械性能，以及提供一种包含所述固体聚合物电解质的锂二次电池。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种固体聚合物电解质，包括：由包含烯键式不饱和基的无机纤维形成的多孔基板；结合至所述无机纤维且包含聚合物网络的聚合物化合物，在所述聚合物网络中，包含(甲基)丙烯酸酯基的低聚物以三维结构进行结合；以及锂盐。

此时，所述烯键式不饱和基可以是选自由乙烯基、丙烯酰氧基、和甲基丙烯酰氧基组成的群组中的至少一者。

根据本发明的另一方面，提供一种制备固体聚合物电解质的方法，所述方法包括：通过将包含(甲基)丙烯酸酯基的低聚物和锂盐溶解在溶剂中来制备聚合物电解质组合物；用所述聚合物电解质组合物涂布由包含烯键式不饱和基的无机纤维形成的多孔基板；以及将经涂布的多孔基板进行干燥然后进行固化。

根据本发明的又一方面，提供一种包括所述固体聚合物电解质的锂二次电池。

有益效果

根据本发明的固体聚合物电解质使用纤维形式的无机材料以改善固体聚合物电解质中的锂离子的移动率，并因此可改善离子电导率。